CN106169838A - 车辆用的雨刮器电机设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆用的雨刮器电机设备，包含：驱动电机；驱动齿轮，其耦合到所述驱动电机的驱动轴杆；减速齿轮，其与驱动齿轮啮合，并且具有与驱动轴杆平行的旋转轴；以及输出齿轮，其与减速齿轮啮合，并且具有与驱动轴杆平行的输出轴杆。磁体安置在减速齿轮的旋转中心。传感器检测磁体的磁力的变化，并且根据检测到的变化输出脉冲。减速齿轮以低于驱动齿轮的旋转速度的速度旋转。输出齿轮以低于减速齿轮的旋转速度的速度旋转。本发明可以精确地检测输出轴杆的转速，并且准确地控制输出轴杆的旋转角度和速度。

Description

车辆用的雨刮器电机设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年5月21日向韩国知识产权局提交的第10-2015-0071133号韩国专利申请的权益，所述申请的公开内容以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及一种车辆用的雨刮器电机设备，并且更具体地说涉及一种用于驱动车辆的可逆雨刮器系统的雨刮器电机设备。

背景技术

一般而言，车辆配备有雨刮器系统以从玻璃窗上移除污染物。电动机使雨刮片围绕轴往复旋转，借此来操作这些车辆雨刮器系统。总体而言，车辆雨刮器系统包含一对雨刮片，这对雨刮片经由连杆装置彼此连接，并且这对雨刮片通过单个雨刮器电机驱动，以擦拭车辆的挡风玻璃。在这种情况下，雨刮器电机的输出轴杆可以在一个方向上持续地旋转，并且连接到雨刮器电机的输出轴杆的连杆结构可以将雨刮片左右往复旋转。近年来，具有能顺时针和逆时针旋转的输出轴杆的可逆电动机(reversible electronic motor)越来越多地被用作雨刮器电机。因而会使用简单的连杆结构或不使用连杆结构。

如果使用这些能够往复旋转的电动机，由于使用的是简单的连杆结构或者不使用连杆结构，所以可以提供简单、轻量并且较小的雨刮器系统，因此在车辆中装入组件时能增加自由度并且减少车辆的制造成本。

第2007-0034348号韩国专利申请特许公开案公开了这种雨刮器电动机设备的实例。雨刮器电动机设备基本上包含能够顺时针和逆时针旋转的可逆电机。

上面的专利申请案中公开的雨刮器驱动装置包含：驱动轴杆，其与蜗轮啮合以使雨刮臂往复旋转；磁体，其安置在蜗轮前方的中心区域中；以及控制单元，其经配置以检测磁体的磁力的变化，并且根据检测结果控制电机在顺时针或逆时针方向上的旋转。然而，由于驱动轴杆和磁体是以相同速度旋转，所以通过使用磁性传感器能从磁体检测的每单位时间的磁性脉冲数量是有限的，因而难以精确地控制驱动轴杆。也就是说，虽然有必要检测每单位时间的足够多数量的磁性脉冲以便精确地检测驱动轴杆的运动，但是上面的专利申请中公开的技术不容许检测足够多数量的磁性脉冲。

发明内容

一或多个实施例包含一种车辆用的雨刮器电机设备，所述雨刮器电机设备经配置以精确地检测输出轴杆的转速，并且准确地控制输出轴杆的旋转角度和速度。

其它方面将部分地在以下描述中得到阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过对所提出的实施例的实践得知。

根据一或多个实施例，一种车辆用的雨刮器电机设备包含：驱动电机；驱动齿轮，其耦合到驱动电机的驱动轴杆；减速齿轮，其与驱动齿轮啮合，并且具有与驱动轴杆平行的旋转轴；以及输出齿轮，其与减速齿轮啮合，并且具有与驱动轴杆平行的输出轴杆，其中磁体安置在减速齿轮的旋转中心；传感器，其经配置以检测磁体的磁力的变化，并且根据检测到的变化输出脉冲；减速齿轮以低于驱动齿轮的旋转速度的速度旋转；输出齿轮以低于减速齿轮的旋转速度的速度旋转，减速齿轮包括第一减速部分和第二减速部分，所述第一减速部分与驱动齿轮啮合，第二减速部分的外径比第一减速部分的外径小，并且第二减速部分的齿比第一减速部分的齿少；第二减速部分安置在高于或低于第一减速部分的位置；并且第一减速部分和第二减速部分具有同一根旋转轴。

在一实施例中，驱动齿轮、减速齿轮和输出齿轮可以是正齿轮。

在一实施例中，传感器可以包含霍尔传感器。

在一实施例中，雨刮器电机设备还可包含：下部壳体，其经配置以容纳驱动电机并且具有打开的上侧面；以及上部壳体，其经配置以容纳印刷电路板，传感器安置在所述印刷电路板上，上部壳体耦合到下部壳体并且覆盖下部壳体的打开的上侧面。

在一实施例中，输出轴杆可以包含其自由端部分上的螺纹耦合部分，用于与雨刮臂耦合。

附图说明

通过结合附图对实施例进行的以下描述，将可以清楚地知道并且更容易地理解这些和/或其它方面，附图中：

图1是示出根据一个实施例的车辆用的雨刮器电机设备的主要元件的透视图。

图2是示出图1中所描绘的雨刮器电机设备的驱动齿轮、减速齿轮和输出齿轮的组合结构的透视图。

图3是示出在从雨刮器电机设备上拆掉下部壳体之后的图1中所描绘的雨刮器电机设备的透视图。

具体实施方式

现在将详细参考实施例，所述实施例的实例在附图中示出，其中全文中相同的参考标号指代相同的元件。就这一点而言，本实施例可以具有不同形式并且不应被解释为限于本文中所阐述的描述。因此，仅通过参考附图在下文中描述这些实施例以说明本说明书的各方面。如本文中所使用，术语“和/或”包括相关的所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。

下文中，将参考附图描述实施例。

图1是示出根据一个实施例的车辆用的雨刮器电机设备(wiper motorapparatus)10的主要元件的透视图。图2是示出图1中所描绘的雨刮器电机设备10的驱动齿轮(driving gear)55、减速齿轮(reduction gear)60和输出齿轮(output gear)70的组合结构的透视图。图3是示出在从雨刮器电机设备10上拆掉下部壳体20之后的图1中所描绘的雨刮器电机设备10的透视图。

参看图1至图3，该实施例的车辆用的雨刮器电机设备10(下文中简称为雨刮器电机设备10)是用于驱动经配置以擦拭车辆的玻璃窗的雨刮器系统的电机设备。

雨刮器电机设备10可以包含下部壳体20、上部壳体30、驱动电机(drivingmotor)50、驱动齿轮55、减速齿轮60和输出齿轮70。

如稍后描述，下部壳体20容纳驱动电机50、驱动齿轮55、减速齿轮60和输出齿轮70，同时允许驱动电机50、驱动齿轮55、减速齿轮60和输出齿轮70旋转，并且下部壳体20具有打开的上侧面。下部壳体20可以包含金属材料，例如铝合金或碳钢。替代地，下部壳体20可以包含合成树脂。

上部壳体30耦合到下部壳体20以罩盖下部壳体20的打开的上侧面。上部壳体30包含穿透孔(penetration hole)32，使得耦合到输出齿轮70的输出轴杆75可以通过穿透孔32插入(稍后描述)，并且可以向外伸出。印刷电路板35容纳在上部壳体30中。印刷电路板35包含用于施加电力到驱动电机50的电路(稍后描述)。传感器40安置在印刷电路板35上以在磁体65旋转时检测磁体65的磁力的变化(稍后描述)。传感器40可以安置成面朝磁体65(稍后描述)，并且与磁体65之间留有空隙。霍尔传感器可以用作传感器40。然而，任何其它能够检测磁力变化的传感器都可以用作传感器40。传感器40可以检测磁体65的磁力的变化，并且可以根据磁力变化而输出脉冲信号。

驱动电机50可以是直流电(direct current，DC)电机。下部壳体20可以用作驱动电机50的定子的一部分。驱动电机50包含驱动轴杆52，其经配置以根据施加到驱动电机50的电流方向而顺时针或逆时针旋转。

驱动齿轮55耦合到驱动轴杆52的末端部分。驱动齿轮55可以是正齿轮(spur gear)。驱动齿轮55可以通过压配或者使用螺钉或销固定到驱动轴杆52。驱动齿轮55包含齿区段，其具有在平行于驱动轴杆52的方向上形成于驱动齿轮55的外圆周表面上的齿。驱动齿轮55和驱动轴杆52一起旋转。

减速齿轮60与驱动齿轮55啮合。减速齿轮60具有与驱动轴杆52平行的旋转轴。因此，减速齿轮60在与驱动齿轮55的旋转方向相反的方向上旋转。减速齿轮60的转速低于驱动齿轮55的转速。减速齿轮60包含第一减速部分62和第二减速部分64。第一减速部分62形成于减速齿轮60的外圆周表面上。第一减速部分62包含齿区段，齿区段与驱动齿轮55直接啮合。第一减速部分62的外径大于驱动齿轮55的外径。因此，减速齿轮60的转速低于驱动齿轮55的转速。第二减速部分64的安置位置不同于第一减速部分62的安置位置。第二减速部分64可以安置在高于或低于第一减速部分62的安置位置的位置。在图1中所示的雨刮器电机设备10中，第二减速部分64低于第一减速部分62。第一减速部分62和第二减速部分64具有同一根旋转轴。第二减速部分64的外径小于第一减速部分62的外径，并且第二减速部分64的齿数小于第一减速部分62的齿数。第一减速部分62和第二减速部分64都是正齿轮。

磁体65安置在减速齿轮60的旋转中心。磁体65可以与减速齿轮60一体地形成，或者作为减速齿轮60的一个组成部分。磁体65可以是永久磁体。举例来说，例如铁氧体磁体或钕磁体的磁体可以用作磁体65。

输出齿轮70与减速齿轮60啮合。输出齿轮70的旋转轴与减速齿轮60和驱动齿轮55的旋转轴平行。输出齿轮70与第二减速部分64直接啮合。输出齿轮70包含与驱动轴杆52平行的输出轴杆75。输出轴杆75通过上部壳体30的穿透孔32向外伸出。螺纹耦合部分77形成于输出轴杆75的自由端部分上。螺纹耦合部分77耦合到雨刮臂(未图示)。举例来说，雨刮臂的臂头可以耦合到螺纹耦合部分77。

输出齿轮70的转速低于减速齿轮60的转速。也就是说，由于第一减速部分62的齿数大于驱动齿轮55的齿数，所以减速齿轮60的转速低于驱动齿轮55的转速。此外，由于第二减速部分64的齿数小于输出齿轮70的齿数，所以输出齿轮70的转速低于减速齿轮60的转速。因此，输出齿轮70的转速低于驱动齿轮55的转速。举例来说，如果驱动齿轮55的转速是60转/分，则输出齿轮70的转速可以是1转/分。

下文中，将描述包含上述元件的雨刮器电机设备10的操作效果。

参看图1，如果驱动电机50的驱动轴杆52旋转，则驱动齿轮55连同驱动轴杆52一起旋转。由于驱动齿轮55与减速齿轮60的第一减速部分62啮合，所以当驱动齿轮55旋转时，减速齿轮60以低于驱动齿轮55的速度旋转。举例来说，驱动齿轮55旋转几次或几十次时，减速齿轮60可能旋转一次。此外，由于输出齿轮70与减速齿轮60的第二减速部分64啮合，所以当减速齿轮60旋转时，输出齿轮70以低于减速齿轮60的速度旋转。举例来说，减速齿轮60旋转几次或几十次时，输出齿轮70可能旋转一次。雨刮臂(未图示)可以耦合到输出齿轮70的输出轴杆75的一端。在这种情况下，当驱动齿轮55旋转几十次时，雨刮臂可以旋转预定角度。此外，如果驱动电机50的驱动轴杆52的旋转方向逆转，则耦合到输出轴杆75的雨刮臂(未图示)的旋转方向可以逆转。以此方式，车辆的雨刮器可以从车辆的玻璃窗上移除污染物。在上述过程中，当通过减速齿轮60将动力从驱动齿轮55传输到输出齿轮70时，安置在减速齿轮60的旋转中心上的磁体65旋转，并且因而磁体65的磁力(磁场)改变。传感器40检测磁体65的磁力的变化，并且根据磁力变化而输出脉冲信号。从传感器40输出的脉冲表示每单位时间的磁场变化，并且因而可以根据脉冲计算减速齿轮60的旋转角度和速度。此外，由于输出齿轮70的旋转角度和速度与减速齿轮60的旋转角度和速度成比例，所以可以容易根据减速齿轮60的旋转角度和速度计算输出齿轮70的旋转角度和速度。由于减速齿轮60的转速大于输出齿轮70的转速，所以与检测输出齿轮70的旋转的情况相比，可以从减速齿轮60获相对大量的脉冲数据。因此，可以精确地测量输出齿轮70的旋转角度和速度，并且可以基于测量值对驱动电机50进行反馈控制。因此，可以更精确地控制耦合到输出轴杆75的雨刮臂的运动。因此，与现有技术的雨刮器电机设备的传感器相比，传感器40可具有相对低的敏感度，并且因而可以减少雨刮器电机设备10的制造成本。

如上所述，根据以上实施例中的一或多个实施例，可以使用与驱动齿轮55平行安置的减速齿轮60来调整输出齿轮70的转速。此外，由于磁体65安置在转速大于输出齿轮70的转速的减速齿轮60上，所以与输出轴杆75的旋转角相比，传感器40可以输出相对大的数目的脉冲，并且因而可以精确地控制输出轴杆75的位置。此外，具有低敏感度的传感器可以用作传感器40以减少雨刮器电机设备10的制造成本。

应理解，本文中所描述的实施例应仅在描述性意义上考虑，而非出于限制的目的。每个实施例中的特征或方面的描述通常应该被认为可用于其它实施例中的其它类似特征或方面。

虽然已参考附图描述一个或多个实施例，但所属领域的一般技术人员应理解，可在不脱离所附权利要求书所界定的发明概念的精神和范围的情况下对实施例在形式和细节上进行各种改变。

Claims (5)

1.一种车辆用的雨刮器电机设备，其特征在于，所述雨刮器电机设备包括：

驱动电机；

驱动齿轮，其耦合到所述驱动电机的驱动轴杆；

减速齿轮，其与所述驱动齿轮啮合，并且具有与所述驱动轴杆平行的旋转轴；

输出齿轮，其与所述减速齿轮啮合，并且具有与所述驱动轴杆平行的输出轴杆，

磁体，安置在所述减速齿轮的旋转中心；以及

传感器，其经配置以检测所述磁体的磁力的变化，并且根据检测到的所述变化输出脉冲，

所述减速齿轮以低于所述驱动齿轮的旋转速度的速度旋转，

所述输出齿轮以低于所述减速齿轮的旋转速度的速度旋转，

其中所述减速齿轮包括第一减速部分和第二减速部分，所述第一减速部分与所述驱动齿轮啮合，所述第二减速部分的外径比所述第一减速部分的外径小，并且所述第二减速部分的齿比所述第一减速部分的齿少，

所述第二减速部分安置在高于或低于所述第一减速部分的位置，并且

所述第一减速部分和所述第二减速部分具有同一根所述旋转轴。

2.根据权利要求1所述的雨刮器电机设备，其中所述驱动齿轮、所述减速齿轮和所述输出齿轮是正齿轮。

3.根据权利要求1所述的雨刮器电机设备，其中所述传感器包括霍尔传感器。

4.根据权利要求1所述的雨刮器电机设备，其中还包括：

下部壳体，其经配置以容纳所述驱动电机并且具有打开的上侧面；以及

上部壳体，其经配置以容纳印刷电路板，所述传感器安置在所述印刷电路板上，所述上部壳体耦合到所述下部壳体并且覆盖所述下部壳体的所述打开的上侧面。

5.根据权利要求1所述的雨刮器电机设备，其中所述输出轴杆包括其自由端部分上的螺纹耦合部分，用于与雨刮臂耦合。